3Dプリンターによる岩盤の復元に関する研究委員会

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委員会概要

［活動期間: 平成28（2016）年度－平成30（2018）年度］

近年，３次元でのデータ計測や3Dプリンターによるモデル作成に関する技術が急速に普及している．地質材料（Geomaterial）に関しても，その例外ではなく，American Geophysical Union Fall Meeting (アメリカ地球物理連合秋大会)では2014年度には「Digital Rock Physics, 3D Printing, and More I Poster」，2015年度には「Multiscale Imaging, Digital Rock Physics, and 3D Printing」で３次元デジタル岩石力学(Rock Physics)でセッションが組まれている．2014年度の発表では主に岩石の破断面を3Dプリンターで復元し実験に用いようとしている内容が多く報告されていた．しかしながら，3Dプリンターの性能向上速度は早く，１年後に開催予定の2015年度大会（12月開催予定）では石油に関連した，例えば「3D Printing Carbonate Microstructures: Preliminary Porosity-Permeability Trends with Applications to the Decarbonation Reaction」のような実際の実験に供するモデルの作成が行われつつある．
国内においても，3Dプリンターの開発は進んでおり，例えば，図１のような亀裂モデルの作成が可能となっている．図１のモデルは，直径50mm高さ50mmの円柱内に150個の連結した直径10mm厚さ1mmの円盤状亀裂を配置させたものである．ここでの，モデル作成は光硬化型の3Dプリンターを用いた．図２は作成されたモデルの亀裂部の拡大画像である．また，図３はモデル作成に用いた3DCADにて作成したデータであり，データはフォーマットを変更することで有限要素法に受け渡しが可能である．現在，作成したモデルを用いて，ガス拡散係数，透水係数を実測中である．
研究会では，同一試料の量産が可能であるという3Dプリンターのメリットを活かし、3Dプリンターでの地質材料、特に亀裂性岩盤を復元して，
・ 数値計算結果と実験の整合の確認（透水・力学）
を検討する．
また，課題としてあげられる次の点について研究会で詰めることにより，岩盤のモデル化に寄与することも企図する．
・ X-CT画像で得られた空隙構造をどこまで復元できるか？
・ どの程度までの幅の隙間が作成可能か？

委員名簿

2016年9月9日更新